装焊工艺-压力容器装焊分析

1、教学目标及内容教学目标及内容n 掌握压力容器的概念及分类n 掌握压力容器制造的特点n 掌握压力容器制造的工艺流程n 熟悉压力容器装焊工艺要点 1.各零部件分别成形后组装 2.焊接质量对容器的安全运行至关重要 3.制造全过程的质量控制a.对压力容器的制造单位实行制造许可证的强制性市场准入制度b.对涉及制造、质量的各类专业人员，如焊工、无损检测人员、质量保证工程师等实行培训考核后执证上岗制度。c.对产品设计、材料、制造试验直至竣工出厂的全过程实行制造单位自检，政府机构委托的反町监检，重要设备还要用户委托第三方监检压力容器制造的特点压力容器制造的特点1圆筒形压力容器的结构特点n根据结构特点和工作要求

2、，圆筒形压力容器主要由筒体、封头及附件等部分组成。（1）筒体）筒体n 筒体是圆筒形压力容器的主要承压元件，它构成了储存物料或完成化学反应所需要的空间。n 当筒体直径较小（小于500mm）时，可用无缝钢管制作。n 当直径较大时，筒体一般用钢板卷制或压制（压成两个半圆）后焊接而成。n 筒体较短时可做成完整的一节，当筒体的纵向尺寸大于钢板的宽度时可由几个筒节拼接而成。n 根据筒体的承载要求和钢板厚度，其纵向焊缝和环向焊缝可采用开坡口或不开坡口的对接接头。 （2）封头）封头n封头即是容器的端盖。n根据几何形状的不同，压力容器的封头可分为球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平板封头等结构形式，如图

3、6-18所示。n其中椭圆形和球形封头应用最为广泛。n除锥形封头和平板封头外，其余凸形封头均是将钢板通过冲压或爆炸成形等方法制作的。压力容器常用封头结构形式压力容器常用封头结构形式（3）法兰）法兰n法兰按其用途不同，分为管法兰和容器法兰。n用于管道连接和密封的法兰叫管法兰；n用于容器顶盖与筒体连接的法兰叫容器法兰。n法兰与法兰之间一般加密封元件，并用螺栓连接起来。（4）开孔与接管）开孔与接管n由于工艺要求和检修时的需要，常在石油化工容器的封头上开设各种孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出接管，以及安装压力表、液位计、流量计、安全阀等接管开孔。手孔和人孔手孔和人孔n手孔和人孔是用来检查容器

4、的内部并用来装拆和洗涤容器内部的装置。n手孔的直径一般不小于150mm。n直径大于1200mm的容器应开设人孔。n筒体与封头上开孔后，开孔部位的强度被削弱，一般应进行补强。（5）支座）支座n压力容器靠支座支承并固定在基础上。n根据圆筒形容器的安装位置不同，有立式容器支座和卧式容器支座两类。n对卧式容器主要采用鞍形支座。n对于薄壁长容器也可采用圈形支座。2压力容器焊缝的类型压力容器焊缝的类型nGB1501998钢制压力容器中规定，按其所在的位置不同，将压力容器受压部分的焊缝分为A、B 、C 、D 四类压力容器四类焊缝的位置压力容器四类焊缝的位置（1）A类焊缝类焊缝n受压部分的纵向焊缝（多层包扎压

5、力容器层板的层间纵向焊缝除外）；n各种凸形封头的所有拼接焊缝；n球形封头与圆筒连接的环向焊缝；n嵌入式接管与圆筒或封头的对接焊缝。（2）B类焊缝类焊缝n受压部分的环形焊缝；n锥形封头小端与接管连接的焊缝；n（已规定为A、C、D类的焊缝除外）（3）C类焊缝类焊缝n法兰、平封头、管板等与壳体、接管连接的焊缝；n内封头与圆筒的搭接填角焊缝；n多层包扎压力容器层板的层间纵向焊缝。（4）D类焊缝类焊缝n插管、人孔、凸缘等与壳体连接的焊缝；n（已规定为A、B类的焊缝除外）。3压力容器焊缝的部分技术要求n在GB1501998钢制压力容器中，还对压力容器制造、检验等提出了要求和规定。 n（1）坡口表面要求 n

6、坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；n施焊前，应清除坡口及母材两侧表面20mm范围内的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质。（2）封头要求）封头要求n封头各种不相交的拼焊焊缝中心线距离至少应为封头钢材厚度s的3倍，且不小于100mm。n封头由成形的瓣片和顶圆板拼接制成时，焊缝方向只允许是径向和环向的n先拼板后成形的封头拼接焊缝，在成形前应打磨至与母材平齐。拼焊封头拼焊封头（3）圆筒与壳体要求）圆筒与壳体要求nA、B类焊接接头对口错边量b，如图6-21所示，应符合相应规定。n焊接接头对口错边量n锻焊容器B类焊接接头对口错边量b不应大于对口处钢材厚度s的1/8，且不大于5mm；n筒节长度应不小于30

7、0mm。n组装时，相邻筒节A类焊缝中心线与相邻筒节A类焊缝中心线间外圆弧长应大于钢材厚度s的3倍，且不小于100mm。圆筒与壳体要求圆筒与壳体要求（4）焊接工艺要求）焊接工艺要求n压力容器焊接前的焊接工艺评定，应按JB4708进行；nC、D类焊缝的焊脚，在图样无规定时，取焊件中较薄的厚度；nC、D类焊缝与母材呈圆滑过渡；n焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和飞溅物。中低压压力容器的制造工艺n中低压压力容器结构及制造较为典型，应用也最为广泛。n这类容器一般为单层筒形结构；n其主要受力元件是封头和筒体。圆筒形压力容器制造工艺流程1封头的制造封头的制造n目前广泛采用冲压成形工艺加工封头，现以椭圆形封头为

8、例来说明其制造工艺。n封头制造工艺大致如下：原材料检验划线下料拼缝坡口加工拼板的装焊加热压制成形二次划线封头余量切割热处理检验装配。n椭圆形封头压制前的坯料是一个圆形；n封头的坯料尽可能采用整块钢板，如直径过大，一般采用双面埋弧焊工艺进行拼接。n封头成形有热压和冷压之分。n采用热压成形时，为保证成形质量，必须控制始压和终压温度。n低碳钢始压温度一般为10001100，终压温度为850750。封头的制造封头的制造n加热的坯料在压制前应清除表面的杂质和氧化皮。n封头的压制是在水压机（或油压机）上用凸凹模一次压制成形，不需要采取特殊措施。n已成形的封头还要对其边缘进行加工，以便与筒体装配。n一般应先

9、在平台上划出保证直边高度的加工位置线，用氧气切割的方法割去加工余量。封头的制造封头的制造n也可采用封头余量切割机，在切割余量的同时，可直接割出封头边缘的坡口（V形），经修磨后直接使用。n如对坡口精度要求高或其它形式的坡口，一般是将切割后的封头放在立式车床上进行加工，以达到设计图样的要求。n封头加工完后，对主要尺寸进行检查，合格后才可与筒体装配并焊接。封头的制造封头的制造封头余量切割机示意图封头余量切割机示意图 1封头 2割矩 3悬臂 4立柱 5传动系统 6支座2筒节的制造筒节的制造n当筒体直径在800mm以下时，可以采用单张钢板卷制而成，这时筒节上只有一条纵向焊缝；n当筒体直径为8001600

10、mm时，可用两个半圆筒焊接而成，筒节上有两条纵焊缝；n若筒体直径为10003000mm或更大时，应视钢板的规格确定筒节上采用一条或两条纵焊缝。n筒节制造的一般过程为：n原材料检验划线下料边缘加工卷制纵缝装配纵缝焊接焊缝检验矫圆复检尺寸装配筒节制造的工艺过程筒节制造的工艺过程n筒节可采用剪切或半自动切割下料；n下料前先划线，包括切割位置线、边缘加工线、孔洞中心线及位置线等；n其中管孔中心线距纵缝及环缝边缘的距离不小于管孔直径的0.8倍，并打上样冲标记。筒节的制造筒节的制造筒节的划线筒节的划线n中低压压力容器的筒节可在三辊或四辊卷板机上冷卷而成，卷制过程中要经常用样板检查曲率，卷圆后其纵缝处的棱角

11、、径纵向错边量应符合技术要求。n筒节卷制好后，在进行纵缝焊接前应先进行纵缝的装配，主要是采用杠杆螺旋拉紧器、柱形拉紧器等各种工装夹具来消除卷制后出现的质量问题，满足纵缝对接时的装配技术要求，保证焊接质量。筒节的制造筒节的制造n装配好后即进行定位焊。n筒节的纵环缝坡口是在卷制前就加工好的，焊前应注意坡口两侧的清理。n筒节纵缝焊接的质量要求较高，一般采用双面焊，顺序是先里后外。筒节的制造筒节的制造n纵缝焊接时，应做产品的焊接试板；n同时，由于焊缝引弧处和熄弧处的质量不好，故焊前应在纵向焊缝的两端装上引弧板和熄弧板。n筒节纵缝焊接后还须按要求进行无损探伤，再经矫圆，满足圆度的要求后才送入装配工序。筒

12、节的制造筒节的制造3容器的装配工艺容器的装配工艺n容器的装配是指各零部件间的装配；n接管、人孔、法兰、支座等的装配较为简单，在此不介绍；n下面主要分析筒节与筒节以及封头与筒节之间的环缝装配工艺。（1）筒节与筒节之间的环缝装配）筒节与筒节之间的环缝装配n环缝要比纵缝装配困难得多，其装配方法有立装和卧装两种。n立装适合于直径较大而长度不太大的容器，一般在装配平台或车间地面上进行。n卧装一般适合于直径较小而长度较大的容器，多在滚轮架或V形铁上进行。n筒节与筒节装配前，可先测量周长，再根据测量尺寸采用选配法进行装配，以减少错边量；n或在筒节两端内使用径向推撑器，把筒节两端整圆后再进行装配。n另外，相邻

13、筒节的纵向焊缝应错开一定的距离，其值在周围方向应大于筒节壁厚的3倍以上，并且不应小于100mm。筒节与筒节之间的环缝装配筒节与筒节之间的环缝装配（2）封头与筒体的环缝装配）封头与筒体的环缝装配n该环缝装配也可采用立装和卧装；n当封头上无孔洞时，也可先在封头外临时焊上起吊用吊耳，便于封头的吊装。n立装与前面所述筒节之间的立装相同。n卧装时，如是小批量生产，一般采用手工装配的方法。封头简易装配法封头简易装配法n1封头 2筒体 3吊耳 4吊钩 5滚轮架 6形马n在滚轮架上放置筒体，并使筒体端面伸出滚轮架外400500mm；n用起重机吊起封头送至筒体端部；n对准后横跨焊缝焊接一些刚性不太大的小板，固定封头与筒体间的相互位置；n起重机移开后，用螺旋压板将环向焊缝逐段对准到适合的焊接位置；n再用“形马”横跨焊缝并定位焊。封头与筒体的环缝装配封头与筒体的环缝装配n批量生产时，一般是采用专门的封头装配